材料或構(gòu)件在交變應(yīng)力和腐蝕介質(zhì)的共同作用下造成的斷裂、失效稱為疲勞腐蝕。雖然疲勞腐蝕和應(yīng)力腐蝕都是應(yīng)力和腐蝕介質(zhì)的聯(lián)合作用，但是作用的應(yīng)力是不同的。應(yīng)力腐蝕指的是靜應(yīng)力，也叫應(yīng)拉力，疲勞腐蝕是是交變應(yīng)力。交變應(yīng)力，又稱循環(huán)應(yīng)力、重復(fù)應(yīng)力，是隨時(shí)間作周期性變化的應(yīng)力。

一、腐蝕疲勞是什么

腐蝕疲勞是金屬材料在腐蝕和交變應(yīng)力的共同作用下引起的一種破壞形式。這種破壞既不同于應(yīng)力腐蝕破壞，也不同于機(jī)械疲勞，也不是腐蝕和機(jī)械疲勞兩種因素作用的簡(jiǎn)單疊加。在腐蝕介質(zhì)的作用下，金屬表面局部損壞并促使疲勞裂紋產(chǎn)生和發(fā)展。同時(shí)，交變的拉伸應(yīng)力破壞金屬表面的保護(hù)膜并促使表面腐蝕的產(chǎn)生。在交變應(yīng)力的作用下，被破壞的保護(hù)膜無法再次形成，沉積在腐蝕坑中的腐蝕產(chǎn)物又阻止氧的擴(kuò)散使保護(hù)膜難以恢復(fù)。所以腐蝕坑的底部始終處在活性狀態(tài)之下，構(gòu)成了腐蝕電池的陽極。就這樣，在腐蝕與交變應(yīng)力的聯(lián)合作用下，裂紋不斷發(fā)展直至金屬最后斷裂。

也就是說，只要環(huán)境對(duì)設(shè)備有腐蝕作用（氣體腐蝕、大氣腐蝕、海洋腐蝕、土壤腐蝕等），再加上循環(huán)應(yīng)力作用均可產(chǎn)生腐蝕疲勞。疲勞腐蝕的特點(diǎn)是：不需要特定的腐蝕系統(tǒng)，它在不含任何特定腐蝕離子的蒸餾水中也能發(fā)生；任何金屬材料均可能發(fā)生腐蝕疲勞，對(duì)應(yīng)力腐蝕敏感或不敏感的材料都可能發(fā)生腐蝕疲勞，沒有一種金屬或合金能抗腐蝕疲勞。即使是抗腐蝕性能很好的金屬材料，如不銹鋼，也能在像自來水這樣的“無害”介質(zhì)中發(fā)生腐蝕疲勞；材料的腐蝕疲勞不存在疲勞極限；腐蝕疲勞初裂紋的擴(kuò)展受應(yīng)力循環(huán)周次的控制，不循環(huán)時(shí)裂紋不擴(kuò)展。

腐蝕疲勞裂紋通常為穿晶型的，斷口特征為脆性斷裂，斷口附近無塑變；微觀斷口可見

疲勞輝紋，但由于腐蝕介質(zhì)的作用而模糊不清，二次裂紋較多并具有泥紋花樣；屬于多源疲勞，裂紋的走向可以是穿晶型的也可以是沿晶型的；斷口中的腐蝕產(chǎn)物與環(huán)境中的腐蝕產(chǎn)物一致。

二、應(yīng)力腐蝕與疲勞腐蝕的不同之處

三、腐蝕疲勞受以下因素的影響

1、載荷。循環(huán)載荷的交變幅度增大，腐蝕速度也隨之增大。在低速區(qū)，加載頻率的變化對(duì)疲勞裂紋擴(kuò)展速率基本沒有影響；當(dāng)裂紋擴(kuò)展速率較高時(shí)，加載頻率的降低使裂紋擴(kuò)展速率增大。

2、加工工藝。電解拋光、以提高材料強(qiáng)度為目的的熱處理有降低腐蝕疲勞強(qiáng)度的趨勢(shì)，而表面軋制可提高腐蝕疲勞強(qiáng)度。

3、環(huán)境。溫度明顯加快腐蝕速度。若溫度上升引起材料嚴(yán)重孔蝕，產(chǎn)生許多淺裂紋源，從而降低了應(yīng)力集中，使陽極對(duì)陰極面積比增大，反而對(duì)材料腐蝕疲勞性能有所改進(jìn)；pH pH<4時(shí)，降低腐蝕疲勞，壽命降低；pH=4-10，壽命保持恒定；pH=10-12，壽命顯著增加；pH>12，表觀疲勞極限接近干疲勞極限；當(dāng)含氧量0.05mg/L

腐蝕疲勞破壞是工程上面臨的嚴(yán)重問題，出現(xiàn)的時(shí)間和位置都很難事先預(yù)計(jì)，廣泛存在于航空、船舶以及石油等領(lǐng)域，如傳播的推進(jìn)器、軸、舵，飛機(jī)構(gòu)件，汽車彈簧，礦山繩索等等。一般從3個(gè)方面來預(yù)防腐蝕疲勞的產(chǎn)生。一是采用耐腐蝕材料。采用耐腐蝕疲勞的材料。由于鋼的強(qiáng)度愈高，通常其腐蝕疲勞敏感性愈大，因此選擇強(qiáng)度低的鋼種一般更為安全。二是涂裝表面保護(hù)層：鍍鋅的鋼絲繩在海水中、鍍鎳的鋼絲繩在河水和鹽霧中的疲勞極限有顯著提高，其他非金屬的有機(jī)或無機(jī)涂層也有良好的效果，但要求與基體金屬有良好的結(jié)合力與耐磨性能。三是表面處理。噴丸、氮化等在材料表面形成壓應(yīng)力，有利于提高耐腐蝕疲勞性能。